路橋施工中大體積混凝土裂縫成因與防治措施

李清林

（湖北省路橋集團(tuán)瑞達(dá)建設(shè)工程質(zhì)量檢測有限公司，武漢430000）

1 大體積混凝土裂縫的成因分析

1.1 混凝土原材料因素

路橋工程大體積混凝土施工過程中，混凝土?xí)饾u凝結(jié)硬化，此時，混凝土中的水泥發(fā)生水化作用，水化過程中不斷放出熱量，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的溫度較高。又因?yàn)槁窐蚬こ痰幕炷潦┕ぞ哂畜w積大的特點(diǎn)，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部散熱效率比外表面散熱效率慢，導(dǎo)致累計(jì)內(nèi)外環(huán)境溫差較大，在混凝土內(nèi)容產(chǎn)生拉應(yīng)力超過其極限拉應(yīng)力時，會產(chǎn)生混凝土開裂現(xiàn)象?？梢?，水泥是影響混凝土裂縫的重要因素之一。

1.2 混凝土的養(yǎng)護(hù)不到位

養(yǎng)護(hù)是保障混凝土質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，在完成混凝土澆筑后，要做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作?，F(xiàn)階段，部分路橋工程大體積混凝土的表面養(yǎng)護(hù)不到位，例如，外界溫度較低時，未及時采取相應(yīng)的保溫措施，會使混凝土內(nèi)部與表面存在較大的溫差，從而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。

1.3 混凝土施工質(zhì)量有待提高

就大體積混凝土施工來說，受混凝土澆筑量大的影響，可能會出現(xiàn)振搗不均勻、不密實(shí)或者混凝土無法及時供應(yīng)，難以實(shí)現(xiàn)混凝土的連續(xù)澆筑問題，并且進(jìn)行分段澆筑混凝土?xí)r，如果在澆筑新舊混凝土結(jié)合部位前，未對先進(jìn)行澆筑的混凝土接觸面進(jìn)行鑿毛、清洗，會導(dǎo)致新舊混凝土之間黏結(jié)力小、混凝土收縮，進(jìn)而產(chǎn)生縫隙。

2 大體積混凝土裂縫的防治措施

2.1 混凝土原材料的控制

混凝土是一種混合性材料，由水泥、骨料、水、外加劑和摻合料等組成。對混凝土原材料的控制，主要是對上述幾種材料進(jìn)行控制，具體如下。

2.1.1 水泥

水化熱是由于水泥的水化作用產(chǎn)生的，為了降低水化熱、減少溫差，應(yīng)采取早期水化熱較低的水泥。相關(guān)試驗(yàn)表明，水泥中存在較高含量的硅酸三鈣、鋁酸三鈣，會使水化熱增高，因此，在施工中，應(yīng)選擇水化熱較低的礦渣硅酸鹽水泥或中、低熱硅酸鹽水泥[1]。

2.1.2 粗細(xì)骨料

粗細(xì)骨料作為混凝土的重要原材料，對其進(jìn)行合理的選擇能夠在一定程度上提高混凝土的性能。在大體積混凝土中，正確選用砂石料不僅能保證混凝土質(zhì)量，還可以降低水化熱，避免裂縫的產(chǎn)生。選擇粗骨料時，應(yīng)優(yōu)先選擇自然連續(xù)級配的粗骨料，并控制其粒徑小于或等于40mm；選擇細(xì)骨料時，應(yīng)優(yōu)先選擇中粗砂，因?yàn)檫x用中粗砂能夠降低水泥用量和水的用量，從而減弱水化作用，進(jìn)而降低混凝土的溫升和收縮，防止裂縫出現(xiàn)。

2.1.3 水

水是混凝土拌和過程中不可缺少的因素之一，在實(shí)際的混凝土拌和中，可加入適量的冰塊，從而降低混凝土的入模溫度，使溫度達(dá)到規(guī)范要求值，進(jìn)而減小溫度差，降低溫度裂縫的出現(xiàn)率。

2.1.4 外加劑和摻合料

大體積混凝土在配制過程中，應(yīng)按照要求加入適量的外加劑（緩凝劑、減水劑等），從而保障混凝土的施工質(zhì)量。其中，加入適量的緩凝劑能夠延緩混凝土水化熱峰值出現(xiàn)的時間，有效散失水化熱，使混凝土凝結(jié)時間加長，減少裂縫的出現(xiàn)；加入適量的減水劑，能夠在一定程度上減少水泥用量，減小水灰比，有效防止混凝土開裂。另外，在混凝土摻入適量的粉煤灰混合材料，可降低水化熱，提高混凝土抗裂能力。

2.2 提高大體積混凝土的施工質(zhì)量

因大體積混凝土具有體積大、混凝土澆筑量大的特點(diǎn)，在實(shí)際的施工過程中，應(yīng)采取有效技術(shù)控制措施提高大體積混凝土的施工質(zhì)量。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，可采取以下幾項(xiàng)措施。

2.2.1 控制和優(yōu)化混凝土配合比

為了避免收縮裂縫的產(chǎn)生，應(yīng)科學(xué)合理地設(shè)計(jì)混凝土的配合比，主要是對單位體積的水泥用量、砂率、水灰比等方面的設(shè)計(jì)。進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)時，應(yīng)根據(jù)混凝土溫升值控制要求，合理設(shè)計(jì)粗細(xì)骨料、水、水泥等原材料使用比例，從而保障混凝土的性能。同時，還要采取一定的控制措施，如嚴(yán)把材料進(jìn)場質(zhì)量關(guān)、嚴(yán)格控制混凝土從出廠到施工工地的運(yùn)輸時間等，以保障設(shè)計(jì)配合比的有效性，從而滿足混凝土耐久性、穩(wěn)定性、抗?jié)B性等方面的要求，進(jìn)而保障混凝土的最終施工質(zhì)量。

2.2.2 科學(xué)制訂混凝土澆筑方案

為了有序開展混凝土的澆筑工作，施工前，應(yīng)制訂合理的混凝土澆筑方案。在制定該方案的過程中，應(yīng)根據(jù)路橋工程的實(shí)際情況，結(jié)合混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，制訂混凝土的施工工序。如果大體積混凝土結(jié)構(gòu)較長，施工單位可采用跳倉法、后澆帶等技術(shù)措施，從而防止結(jié)構(gòu)有害裂縫的出現(xiàn)。另外，在混凝土澆筑過程中，還應(yīng)對混凝土的入模溫度進(jìn)行控制，安排好混凝土的分層順序，從而避免混凝土內(nèi)外產(chǎn)生較大溫度差。如果在外界溫度較高時澆筑混凝土，可將草袋加蓋在輸送管上并噴冷水，以達(dá)到降低溫度的目的。

2.2.3 加強(qiáng)混凝土的振搗工作

為了保障混凝土的澆筑質(zhì)量，確?；炷恋男阅?，需要做好混凝土的振搗工作。在混凝土振搗過程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）要全部振搗到位，確保層間混凝土的良好結(jié)合，提升混凝土與鋼筋的握裹力；（2）安排有經(jīng)驗(yàn)的振搗人員進(jìn)行振搗工作，保障混凝土的密實(shí)度和均勻性，使混凝土的抗壓強(qiáng)度增強(qiáng)；（3）采用插入式振搗時，應(yīng)保障插點(diǎn)排列均勻，并保持一定的間距，一般為300～400mm，且要控制好振動棒插入深度和振動時間[2]。

2.2.4 對混凝土的溫度加強(qiáng)控制

為了降低混凝土的內(nèi)外溫差，可從以下幾方面入手：（1）控制澆筑入模溫度，就大體積混凝土來說，在溫度較高的季節(jié)施工時，可采取冷凝水降溫和遮陽網(wǎng)搭涼棚等措施，降低骨料運(yùn)輸、存儲、澆筑過程中的溫度；（2）加強(qiáng)混凝土的溫度監(jiān)測，為了防止裂縫的產(chǎn)生，應(yīng)加強(qiáng)混凝土拌和、入模溫度、澆筑溫度的監(jiān)測控制，如果有異常情況，應(yīng)及時采取溫控調(diào)整措施，以保障溫度控制在合理范圍內(nèi)[3]。

2.2.5 加強(qiáng)大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)

完成大體積混凝土的澆筑后，應(yīng)對其進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)工作，以確?；炷临|(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)應(yīng)根據(jù)路橋工程的實(shí)際情況采用適宜的養(yǎng)護(hù)方法，如薄膜加草袋、蓄水等。在高溫的夏季進(jìn)行大體積混凝土施工時，應(yīng)用麻袋或塑料薄膜覆蓋澆筑振搗完成后的混凝土，并對其進(jìn)行灑水保濕養(yǎng)護(hù)。

3 結(jié)語

綜上所述，路橋工程施工中，大體積混凝土裂縫的成因有養(yǎng)護(hù)不到位、原材料選用不合理、工程結(jié)構(gòu)自身因素等。為了避免大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生，施工單位應(yīng)加強(qiáng)原材料的控制、配合比設(shè)計(jì)的控制和優(yōu)化、溫度的監(jiān)測控制、養(yǎng)護(hù)管理等措施，從而保障混凝土的性能，提高路橋工程的質(zhì)量。